(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却流体が流通する内部流路（１１４）の断面形状が扁平状を成して複数積層されるチューブ（１１０）と、
複数の前記チューブ（１１０）の互いに対向する対向面（１１１、１１１）の少なくとも一方側の外周に形成されて、他方側へ突出する凸部（１１２）と、
前記対向面（１１１、１１１）の少なくとも一方側で、且つ前記凸部（１１２）の内側領域に打出し成形されることで他方側へ突出して、前記対向面（１１１、１１１）および前記凸部（１１２）によって形成される内部空間（１１５）を、第１冷却流体流通用の第１空間（１１５ａ）、および前記第１冷却流体よりも低温となる第２冷却流体流通用の第２空間（１１５ｂ）に区画する打出しリブ（１１６）と、
複数の前記チューブ（１１０）の積層方向に沿う積層方向面（１１８）の第１所定領域および第２所定領域で、前記凸部（１１２）がへこまされることによって開口形成されて、前記第１空間（１１５ａ）内に連通する第１開口部（１１３ａ）および第２開口部（１１３ｂ）と、
前記積層方向面（１１８）の第３所定領域および第４所定領域で、前記凸部（１１２）がへこまされることによって開口形成されて、前記第２空間（１１５ｂ）内に連通する第３開口部（１１３ｃ）および第４開口部（１１３ｄ）と、
前記第１開口部（１１３ａ）および前記第２開口部（１１３ｂ）のうち、いずれか一方の開口部（１１３ａ）を介して前記第１空間（１１５ａ）内に前記第１冷却流体を流入させる第１流入部（１３３ａ、１４１）と、
前記第１開口部（１１３ａ）および前記第２開口部（１１３ｂ）のうち、いずれか他方の開口部（１１３ｂ）を介して前記第１空間（１１５ａ）内から前記第１冷却流体を流出させる第１流出部（１３３ｂ、１４２）と、
前記第３開口部（１１３ｃ）および前記第４開口部（１１３ｄ）のうち、いずれか一方の開口部（１１３ｃ）を介して前記第２空間（１１５ｂ）内に前記第２冷却流体を流入させる第２流入部（１３３ｃ、１４３）と、
前記第３開口部（１１３ｃ）および前記第４開口部（１１３ｄ）のうち、いずれか他方の開口部（１１３ｄ）を介して前記第２空間（１１５ｂ）内から前記第２冷却流体を流出させる第２流出部（１３３ｄ、１４４）と、を有し、
前記打出しリブ（１１６）は、前記内部流路（１１４）の方向と交差する方向に延びるように形成されて、前記第１空間（１１５ａ）、および前記第２空間（１１５ｂ）は、前記内部流路（１１４）方向に並ぶように形成され、
前記第１空間（１１５ａ）は、前記第２空間（１１５ｂ）に対して、前記被冷却流体の流入側に形成されており、
前記第１流入部（１３３ａ、１４１）は、前記被冷却流体の流入側に近接して配置されると共に、前記第１流出部（１３３ｂ、１４２）、および前記第２流出部（１３３ｄ、１４４）は、前記打出しリブ（１１６）に近接して配置されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記各開口部（１１３ａ〜１１３ｄ）は、すべて同一の前記積層方向面（１１８）に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記被冷却流体は、車両用内燃機関（１１）の排気ガスであり、
前記第１冷却流体は、前記車両用内燃機関（１１）を循環する冷却回路（１２）用の冷却水であり、
前記第２冷却流体は、前記冷却回路（１２）とは独立して設定された専用冷却回路（１４）の専用冷却水であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＥＧＲ（排気再循環装置）において内燃機関の燃焼により発生した排気ガスと２系統の冷却水との間で熱交換を行う排気熱交換器に適用して好適な熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＧＲ（排気再循環装置）において、エンジンから排出される排気ガスの一部をエンジンの吸気側に循環させる際に、この排気ガスを冷却水によって冷却することで燃費向上、ＮＯＸ低減を図る排気熱交換器として、例えば非特許文献１に示されるものが知られている。
【０００３】
この排気熱交換器においては、内部の冷却水流路が、大きく２つに分かれており、温度の異なる２種類の冷却水（２系統の冷却水）が流通するようになっている。つまり、１つめの冷却水流路には、エンジンとラジエータとが接続されて形成されるエンジン冷却回路を循環するエンジン冷却水が流通し、また、もう１つの冷却水流路には、ラジエータ回路とは独立して形成された低温ラジエータ回路を循環する低温冷却水が流通するようになっている。
【０００４】
これにより、通常、エンジン冷却水のみで排気ガスを冷却する排気熱交換器に対して、更に低温の冷却水を用いることで排気ガスに対する冷却効果を高めるようにしている。
【非特許文献１】Ｇｅｒｍａｎ  ｉｓｓｕｅ  ｏｆ  ＡＴＺ  ０９／２００５  「Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  ａｎｄ  ｔｈｅ  Ｅｕｒｏ  ５  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｄｉｅｓｅｌ  Ｃａｒｓ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の非特許文献１中には、排気熱交換器における冷却水流路の具体的な構造についての記述は見られないが、その対応としては、冷却水が流通する空間内に仕切り板等を介在させて、２つの空間に区画することで、２つの冷却水流路を形成することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、仕切り板によって２つの冷却水流路を形成すると、構成部品点数が増加し、更に、仕切り板においては２種類の冷却水の温度差による熱歪、熱ロスが発生する。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、２系統の冷却流体を流通させるものにおいて、部品点数の増加を抑えると共に、温度差に伴う熱歪、熱ロスの抑制を可能とする熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００９】
請求項１に記載の発明では、熱交換器において、被冷却流体が流通する内部流路（１１４）の断面形状が扁平状を成して複数積層されるチューブ（１１０）と、
複数のチューブ（１１０）の互いに対向する対向面（１１１、１１１）の少なくとも一方側の外周に形成されて、他方側へ突出する凸部（１１２）と、
対向面（１１１、１１１）の少なくとも一方側で、且つ凸部（１１２）の内側領域に打出し成形されることで他方側へ突出して、対向面（１１１、１１１）および凸部（１１２）によって形成される内部空間（１１５）を、第１冷却流体流通用の第１空間（１１５ａ）、および第１冷却流体よりも低温となる第２冷却流体流通用の第２空間（１１５ｂ）に区画する打出しリブ（１１６）と、
複数のチューブ（１１０）の積層方向に沿う積層方向面（１１８）の第１所定領域および第２所定領域で、凸部（１１２）がへこまされることによって開口形成されて、第１空間（１１５ａ）内に連通する第１開口部（１１３ａ）および第２開口部（１１３ｂ）と、
積層方向面（１１８）の第３所定領域および第４所定領域で、凸部（１１２）がへこまされることによって開口形成されて、第２空間（１１５ｂ）内に連通する第３開口部（１１３ｃ）および第４開口部（１１３ｄ）と、
第１開口部（１１３ａ）および第２開口部（１１３ｂ）のうち、いずれか一方の開口部（１１３ａ）を介して第１空間（１１５ａ）内に第１冷却流体を流入させる第１流入部（１３３ａ、１４１）と、
第１開口部（１１３ａ）および第２開口部（１１３ｂ）のうち、いずれか他方の開口部（１１３ｂ）を介して第１空間（１１５ａ）内から第１冷却流体を流出させる第１流出部（１３３ｂ、１４２）と、
第３開口部（１１３ｃ）および第４開口部（１１３ｄ）のうち、いずれか一方の開口部（１１３ｃ）を介して第２空間（１１５ｂ）内に第２冷却流体を流入させる第２流入部（１３３ｃ、１４３）と、
第３開口部（１１３ｃ）および第４開口部（１１３ｄ）のうち、いずれか他方の開口部（１１３ｄ）を介して第２空間（１１５ｂ）内から第２冷却流体を流出させる第２流出部（１３３ｄ、１４４）と、を有し、
打出しリブ（１１６）は、内部流路（１１４）の方向と交差する方向に延びるように形成されて、第１空間（１１５ａ）、および第２空間（１１５ｂ）は、内部流路（１１４）方向に並ぶように形成され、
第１空間（１１５ａ）は、第２空間（１１５ｂ）に対して、被冷却流体の流入側に形成されており、
第１流入部（１３３ａ、１４１）は、被冷却流体の流入側に近接して配置されると共に、第１流出部（１３３ｂ、１４２）、および第２流出部（１３３ｄ、１４４）は、打出しリブ（１１６）に近接して配置されたことを特徴としている。
【００１０】
本熱交換器（１００Ａ）においては、積層される複数のチューブ（１１０）間に凸部（１１２）によって冷却流体用の内部空間（１１５）が形成され、更に、チューブ（１１０）に形成された打出しリブ（１１６）によって内部空間（１１５）が第１冷却流体用の第１空間（１１５ａ）と、第２冷却流体用の第２空間（１１５ｂ）とに区画される。第１冷却流体は、第１流入部（１３３ａ、１４１）から第１空間（１１５ａ）を流通して、第１流出部（１３３ｂ、１４２）から流出する。また、第２冷却流体は、第２流入部（１３３ｃ、１４３）から第２空間（１１５ｂ）を流通して、第２流出部（１３３ｄ、１４４）から流出する。この間に、チューブ（１１１）の内部流路（１１４）を流通する被冷却流体は、第１、第２冷却流体によって冷却されることになる。
【００１１】
上記のように本熱交換器（１００Ａ）は、温度の異なる２種類の冷却流体によって被冷却流体を冷却可能とするものであって、仕切り板のような別部材を用いることなく、第１空間（１１５ａ）、および第２空間（１１５ｂ）の形成を可能として、第１、第２冷却流体を流通させることができる。
【００１２】
そして、チューブ（１１０）の内部流路（１１４）を流通する被冷却流体は、打出しリブ（１１６）内にも流れる形となるので、打出しリブ（１１６）を挟んで互いに近接する第１空間（１１５ａ）内の第１冷却流体、および第２空間（１１５ｂ）内の第２冷却流体は、それぞれ打出しリブ（１１６）内の被冷却流体とそれぞれ直接的に熱交換されることになり、打出しリブ（１１６）近傍において第１冷却流体と第２冷却流体は、それぞれ被冷却流体の温度に近づき、両冷却流体の温度差が小さくなる。よって、第１冷却流体１と第２冷却流体との直接的な熱交換が抑制されて、両冷却流体間の熱ロスが低減されると共に、打出しリブ（１１６）における両冷却流体の温度差による熱歪を抑制することができる。
【００１３】
更には、打出しリブ（１１６）はチューブ（１１０）と同一の薄肉の板厚で形成されているので、仕切り板のようなものと比べて変形しやすく、その分、比較的容易に温度差による熱歪を吸収することができる。
【００１４】
また、打出しリブ（１１６）は、内部流路（１１４）の方向と交差する方向に延びるように形成されて、
第１空間（１１５ａ）、および第２空間（１１５ｂ）は、内部流路（１１４）方向に並ぶように形成されている。
【００１５】
これにより、通常の細長のチューブ（１１０）において、最短の打出しリブ（１１６）長さによる第１、第２空間（１１５ａ、１１５ｂ）の区画が可能となり、打出しリブ（１１６）における熱歪、熱ロスの影響をより小さくすることができる。
【００１６】
また、第１空間（１１５ａ）は、第２空間（１１５ｂ）に対して、被冷却流体の流入側に形成されている。
【００１７】
被冷却流体はチューブ（１１０）の流れ方向の下流側に向けて温度低下していくことになる。ここでは被冷却流体の下流側が低温の第２冷却流体と対応することになるので、被冷却流体と第１冷却流体との温度差、更には温度低下した被冷却流体と第２冷却流体との温度差をそれぞれ確実に持たせることができ、効果的な被冷却流体の冷却が可能となる。
【００２０】
また、第１流入部（１３３ａ、１４１）は、被冷却流体の流入側に近接して配置されると共に、
第１流出部（１３３ｂ、１４２）、および第２流出部（１３３ｄ、１４４）は、打出しリブ（１１６）に近接して配置されている。
【００２１】
これにより、チューブ（１１０）の被冷却流体流入側において、熱交換前の第１冷却流体を被冷却流体側に流すことができ、被冷却流体によって第１冷却流体が過度に加熱されることを防止することができる。そして、打出しリブ（１１６）近傍においては、共に被冷却流体によって加熱された後の第１、第２冷却流体が近接することになり、比較的、両冷却流体の温度差を小さくすることができ、熱歪、熱ロスの影響を小さくすることができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明では、各開口部（１１３ａ〜１１３ｄ）は、すべて同一の前記積層方向面（１１８）に形成されたことを特徴としている。
【００２３】
これにより、一方向からのみでの第１、第２冷却流体の配管取り回しが可能となり、配管作業が容易となる。
【００２６】
請求項３に記載の発明では、被冷却流体は、車両用内燃機関（１１）の排気ガスであり、
第１冷却流体は、車両用内燃機関（１１）を循環する冷却回路（１２）用の冷却水であり、
第２冷却流体は、冷却回路（１２）とは独立して設定された専用冷却回路（１４）の専用冷却水であることを特徴としている。
【００２７】
これにより、車両用内燃機関（１１）の排気ガスを再循環させる際に、冷却水と専用冷却水との２系統による冷却を可能とする排気熱交換器（１００Ａ）とすることができる。
【００２８】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６を用いて詳細に説明する。第１実施形態の熱交換器は、車両用ディーゼルエンジン（車両用内燃機関であり、以下エンジン）１１の排気再循環装置（ＥＧＲ）１０における排気熱交換器（以下、ＥＧＲガスクーラ）１００Ａに適用したものである。
【００３０】
図１は排気再循環装置１０を示す構成図、図２はＥＧＲガスクーラ１００Ａを示す外観斜視図、図３はチューブ１１０および水側タンク１３０を示す分解斜視図、図４はチューブ１１０を示す外観斜視図、図５はチューブ１１０を示す分解斜視図、図６はチューブ１１０の打出しリブ１１６近傍を示す断面図である。
【００３１】
排気再循環装置１０は、図１に示すように、エンジン１１の燃費向上、およびＮＯＸ低減を図るために、エンジン１１の排気側から排出される排気ガス（被冷却流体）の一部をＥＧＲガスクーラ１００Ａによって冷却した後に、エンジン１１の吸気側に再度供給させる装置である。ここではＥＧＲガスクーラ１００Ａにおける排気ガスの冷却にあたって、冷却用の流体として、エンジン冷却回路１２のエンジン冷却水（第１冷却流体）と、他の専用冷却回路としてのインバータ冷却回路１４のインバータ冷却水（第２冷却流体）とを用いるようにしている。つまり、２系統の冷却回路の冷却水を用いた排気ガスの冷却装置となっている。
【００３２】
エンジン冷却回路１２は、エンジン１１を冷却するエンジン冷却水（以下、冷却水１）が、ウォータポンプ１２ｂによってエンジン１１から流出され、ラジエータ１２ａを通り外部空気によって冷却されて、再びエンジン１１に戻るように循環される冷却回路である。エンジン冷却回路１２には、ラジエータ１２ａをバイパスするバイパス流路１２ｃが設けられており、冷却水１の温度に応じて開閉するサーモスタット１２ｄによって、ラジエータ１２ａとバイパス流路１２ｃとを流通する冷却水１の流量が調整され、冷却水１の温度が制御されるようになっている。エンジン冷却回路１２は、エンジン１１（冷却水１）を所定温度以下に抑えて、エンジン１１の好適な運転を維持させる。
【００３３】
また、インバータ冷却回路１４は、上記ラジエータ冷却回路１２とは独立して形成されたものであり、例えば車両に搭載される電動機に供給する電力を制御するインバータ１３を専用に冷却する専用冷却回路である。インバータ冷却回路１４においては、インバータ冷却水（以下、冷却水２）が、ウォータポンプ１４ｂによってインバータ１３からインバータ用ラジエータ１４ａを通り外部空気によって冷却されて、再びインバータ１３に戻るように循環される。インバータ用ラジエータ１４ａは、ラジエータ１２ａに対して外部空気流れ方向に重なるように直列に配置されている。尚、インバータ用ラジエータ１４ａの横には、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する冷媒凝縮用のコンデンサ１５が並列配置されている。
【００３４】
そして、ＥＧＲガスクーラ１００Ａは、エンジン冷却回路１２、およびインバータ冷却回路１４に介在されており、エンジン冷却回路１２の冷却水１、およびインバータ冷却回路１４の冷却水２は、ＥＧＲガスクーラ１００Ａの水流路１１５ａ、１１５ｂ（詳細後述）内をそれぞれ流通するようになっている。ＥＧＲガスクーラ１００Ａに流入する冷却水１の温度は、通常のエンジン１１の作動において９０℃前後であり、また冷却水２の温度は通常のインバータ１３の作動において４５℃前後である。
【００３５】
ＥＧＲガスクーラ１００Ａは、図２〜図５に示すように、内部にインナーフィン１２０が配設されて積層される複数のチューブ１１０と、水側タンク１３０と、冷却水用のフランジ１４１〜１４４と、ガス側タンク１５１、１５２と、排気ガス用のフランジ１６１、１６２等から構成されている。以下説明する各部材は、耐強度性、および耐腐食性に優れるステンレス系材料から成るものとしており、各部材の当接部がろう付け、あるいは溶接により一体的に接合されている。
【００３６】
チューブ１１０は、図４、図５に示すように、扁平状断面を有する細長の管部材であり、チューブ１１０の長手方向に形成されるガス流路（内部流路）１１４を排気ガスが流通するようになっている。そして、チューブ１１０は、２枚のチューブプレート１１０ａ、１１０ｂから形成されている。各チューブプレート１１０ａ、１１０ｂは、プレス加工またはロール加工によって平板から断面がコの字形状となるように成形されている。コの字形状の開口側の辺はチューブ１１０の扁平状断面の短辺に対応し、開口側の辺の端部が扁平状断面の短辺の略中央で互いに接合されている。尚、チューブプレート１１０ａ、１１０ｂは、開口側の辺が扁平状断面の短辺の一方側に偏った位置で接合されるものとしても良い。
【００３７】
チューブ１１０の内部には、薄肉板材から断面波形状にプレス加工されたインナーフィン１２０が配設されている。インナーフィン１２０は、チューブ１２０の内面（後述するチューブ基本面１１１）に接合されている。このインナーフィン１２０を有するチューブ１１０は、両チューブプレート１１０ａ、１１０ｂによってインナーフィン１２０を挟み込むようにして組付けを行った後に、接合することで形成される。
【００３８】
チューブ１１０は、扁平状断面の長辺側となる面が互いに対向するように複数（ここでは３本）積層されており、ガス流路１１４（チューブ１１０の内部）、および水流路１１５ａ、１１５ｂ（詳細後述）を形成している。ここで、チューブ１１０の扁平状断面の長辺側となる面を以下、チューブ基本面１１１と呼ぶことにする。また、チューブ１１０の扁平状断面の短辺側となる面を以下、チューブ側面１１８と呼ぶことにする。また、複数積層されるチューブ１１０の積層方向の両最外方となる面を、便宜上、最外面と呼ぶことにする。チューブ基本面１１１は、本発明における対向面に対応し、チューブ側面１１８は、本発明における積層方向に沿う面に対応する。
【００３９】
チューブ基本面１１１には、凸部１１２、凹部１１３１〜１１３４、打出しリブ１１６、整流張出し部１１７が設けられている。尚、本実施形態では、使用する複数のチューブ１１０は、すべて同一の仕様としており、最外面もチューブ基本面１１１と同一の構成（凸部１１２、凹部１１３１〜１１３４、打出しリブ１１６、整流張出し部１１７）となるようにしている。
【００４０】
凸部１１２は、チューブ基本面１１１の表面から外方に向けて突出するようにプレス加工された打出し部であり、チューブ基本面１１１の外周部において、後述する凹部１１３１〜１１３４の領域を除いて連続する堰のように形成されている。
【００４１】
そして、凹部１１３１〜１１３４は、上記凸部１１２の頂点からチューブ基本面１１１側にへこむへこみ部として、所定長さ分だけ形成されている。ここでは、へこみ寸法がチューブ基本面１１１に対する凸部１１２の突出寸法と等しくなるように設定している。即ち、凸部１１２の一部領域を非形成領域とすることで、凹部１１３１〜１１３４が形成されるようにしている。凹部１１３１〜１１３４は、チューブ基本面１１１の一方の長辺側に４つ並ぶように形成されている。４つの凹部１１３１〜１１３４がそれぞれ形成される位置は、チューブ１１０の長手方向の一端側の１箇所（凹部１１３１）と、略中央部の２箇所（凹部１１３２、１１３４）と、他端側の１箇所（凹部１１３３）の計４箇所となっている。
【００４２】
そして、打出しリブ１１６は、チューブ基本面１１１の略中央部で、チューブ基本面１１１を長手方向に２分割するように、チューブ１１０の長手方向と交差する方向に延びるように形成されている。打出しリブ１１６は、凸部１１２と同様に、チューブ基本面１１１の表面から外方に向けて突出するようにプレス加工された打出し部となっている。打出しリブ１１６の突出寸法は、凸部１１２の突出寸法と同一となっており、延設方向の一方側は凹部１１３２と凹部１１３３との間に入り込んでおり、また、他方側は凸部１１２と接続されている。
【００４３】
更に、整流張出し部１１７は、４つの凹部１１３１〜１１３４のうち、チューブ１１０の長手方向の一端側の凹部１１３１、および他端側の凹部１１３４の近傍で、チューブ基本面１１１の短辺側に平行となるように延び、且つ、チューブ基本面１１１の長辺側との間に隙間ができるように形成されている。整流張出し部１１７の突出寸法は、上記凸部１１２の突出寸法と同一としている。整流張出し部１１７は、凹部１１３１、１１３４の形成領域の中で、チューブ１１０の反端部側となる位置で、且つ凹部１１３１、１１３４寄りとなる位置に設けられている。
【００４４】
上記チューブ１１０は、図３に示すように、チューブ基本面１１１に形成された凸部１１２、および打出しリブ１１６が互いに当接するように複数積層されて、各凸部１１２同士、および打出しリブ１１６同士が接合されている。更には、整流張出し部１１７も凸部１１２と同一突出寸法設定としていることから、対向する側と互いに当接して接合され、積層された複数のチューブ１１０は、インナーフィン１２０との接合も含めた強固な積層構造体となっている。
【００４５】
ここで、対向するチューブ１１０間においては、凸部１１２の内側領域で内部空間１１５が形成されて、更に、この内部空間１１５が打出しリブ１１６によって、チューブ１１０の長手方向に水流路（第１空間）１１５ａと、水流路（第２空間）１１５ｂとに区画されている。
【００４６】
また、チューブ基本面１１１で４箇所形成される凹部１１３１〜１１３４のうち、チューブ１１０の長手方向の一端側（第１所定領域）の凹部１１３１同士によって形成される開口部（２つ）は、外部と上記水流路１１５ａとが連通する第１開口部１１３ａとなっている。また、チューブ１１０の長手方向の一端側から中央部（第２所定領域）側の凹部１１３２同士によって形成される開口部（２つ）は、外部と上記水流路１１５ａとが連通する第２開口部１１３ｂとなっている。
【００４７】
また、チューブ１１０の長手方向の他端側（第３所定領域）の凹部１１３３同士によって形成される開口部（２つ）は、外部と上記水流路１１５ｂとが連通する第３開口部１１３ｃとなっている。また、チューブ１１０の長手方向の他端側から中央部（第４所定領域）側の凹部１１３４同士によって形成される開口部（２つ）は、外部と上記水流路１１５ｂとが連通する第４開口部１１３ｄとなっている。
【００４８】
水側タンク１３０は、図３に示すように、板部材が折り曲げられて断面がコの字形状に形成された部材である。水側タンク１３０の断面コの字形状のうち、開口側となって複数積層されたチューブ１１０の両最外面とそれぞれ対向する２つの部位が外方部１３１ａ、１３１ｂとなっており、他の１つの部位が２つの外方部１３１ａ、１３１ｂの一端側を接続する接続部１３２となっている。
【００４９】
水側タンク１３０は、接続部１３２が各開口部１１３ａ〜１１３ｄに対向するように、一方のチューブ側面１１８側から挿入されて、上記複数積層されたチューブ１１０の両最外面と、一方のチューブ側面１１８とを覆うように配設されている。
【００５０】
外方部１３１ａ、１３１ｂの外周部、および中央部は、複数積層されたチューブ１１０の最外面の凸部１１２、打出しリブ１１６、および整流張出し部１１７にそれぞれ当接して接合されている。そして、外方部１３１ａ、１３１ｂと最外面との間には、凸部１１２および打出しリブ１１６とによって、各チュープ１１０間の水流路１１５ａ、１１５ｂと同様に、それぞれ水流路１１５ａ、１１５ｂが形成されている。
【００５１】
また、外方部１３１ａ、１３１ｂと、チューブ１１０の最外面の凹部１１３１〜１１３４との間には、上記各チューブ１１０間に形成される各開口部１１３ａ〜１１３ｄと同様に、それぞれ開口部１１３ａ〜１１３ｄ（各２つ）が形成されている。よって、各開口部１１３ａ〜１１３ｄは、それぞれチューブ１１０間の２つの開口部と、外方部１３１ａ、１３１ｂと最外面との間の２つの開口部の、合計４つの開口部となっている。
【００５２】
接続部１３２の各開口部１１３ａ〜１１３ｄに近接するそれぞれの領域には、各開口部１１３ａ〜１１３ｄをそれぞれ内包するようにして、外方に膨出する膨出部１３３ａ〜１３３ｄが形成されている。これら膨出部１３３ａ〜１３３ｄには、それぞれタンク孔１３４ａ〜１３４ｄが穿設されている。接続部１３２の各膨出部１３３ａ〜１３３ｄを除く部位は、各開口部１１３ａ〜１１３ｄが形成される側の一方のチューブ側面１１８に当接して接合されており、膨出部１３３ａ〜１３３ｄと各開口部１１３ａ〜１１３ｄとの間には隙間が形成されている。
【００５３】
更に、膨出部１３３ａ〜１３３ｄには、図２に示すように、第１入口フランジ１４１、第１出口フランジ１４２、第２入口フランジ１４３、第２出口フランジ１４４がそれぞれ接続されている。各フランジ１４１〜１４４の中央部には、フランジ孔１４１ａ〜１４１ｄが穿設されている。
【００５４】
よって、各開口部１１３ａ〜１１３ｄは、各膨出部１３３ａ〜１３３ｄの隙間、各タンク孔１３４ａ〜１３４ｄ、各フランジ孔１４１ａ〜１４４ａを介して外部と連通している。
【００５５】
膨出部１３３ａ、１３３ｃは、各入口フランジ１４１、１４３のフランジ孔１４１ａ、１４３ａから流入する冷却水１、冷却水２を第１開口部１１３ａ、第３開口部１１３ｃに分配する分配部を形成している。また、膨出部１３３ｂ、１３３ｄは、第２開口部１１３ｂ、第４開口部１１３ｄから流出する冷却水１、冷却水２を集合させて各フランジ１４２、１４４のフランジ孔１４２ａ、１４４ａに導く集合部を形成している。
【００５６】
また、膨出部１３３ａと第１入口フランジ１４１は、第１開口部１１３ａを介して冷却水１を水流路１１５ａに流入させる第１流入部を形成し、膨出部１３３ｂと第１出口フランジ１４２は、第２開口部１１３ｂを介して水流路１１５ａから冷却水１を流出させる第１流出部を形成している。
【００５７】
また、膨出部１３３ｃと第２入口フランジ１４３は、第３開口部１１３ｃを介して冷却水２を水流路１１５ｂに流入させる第２流入部を形成し、膨出部１３３ｄと第２出口フランジ１４４は、第４開口部１１３ｄを介して水流路１１５ｂから冷却水２を流出させる第２流出部を形成している。
【００５８】
ガス側タンク１５１は、図２に示すように、漏斗状に形成されたタンクであり、チューブ１１０の長手方向の一端側に配設されると共に、大きく開口する側が複数積層されたチューブ１１０の外周に当接して接合されている。複数積層されたチューブ１１０の内部（ガス流路１１４）は、ガス側タンク１５１内と連通している。そして、ガス側タンク１５１の小さく開口する側には、フランジ孔１６１ａが穿設された入口フランジ１６１が接続されている。よって複数積層されたチューブ１１０（ガス流路１１４）の長手方向の一端側は、ガス側タンク１５１、入口フランジ１６１のフランジ孔１６１ａを介して外部と連通している。
【００５９】
一方、ガス側タンク１５２は、ガス側タンク１５１と同様に、漏斗状に形成されたタンクであり、チューブ１１０の長手方向の他端側に配設されると共に、大きく開口する側が複数積層されたチューブ１１０の外周に当接して接合されている。複数積層されたチューブ１１０の内部（ガス流路１１４）は、ガス側タンク１５２内と連通している。そして、ガス側タンク１５２の小さく開口する側には、フランジ孔１６２ａが穿設されたフランジ１６２が接続されている。よって複数積層されたチューブ１１０（ガス流路１１４）の長手方向の他端側は、ガス側タンク１５２、出口フランジ１６２のフランジ孔１６２ａを介して外部と連通している。
【００６０】
以上のように構成されるＥＧＲガスクーラ１００Ａにおいては、図２、図３に示すように、エンジン１１から排出された排気ガスの一部が、入口フランジ１６１→ガス側タンク１５１を経て複数のチューブ１１０内のガス流路１１４を流通して、ガス側タンク１５２→出口フランジ１６２から流出される。流出された排気ガスは再びエンジンに吸入される。
【００６１】
一方、エンジン１１の冷却水１は、第１入口フランジ１４１→膨出部１３３ａ→第１開口部１１３ａを経て、複数のチューブ１１０の間、およびチューブ１０の最外面と水側タンク１３０の外方部１３１ａ、１３１ｂとの間に形成された水流路１１５ａを流通して、第２開口部１１３ｂ→膨出部１３３ｂ→第１出口フランジ１４２から流出される。
【００６２】
更に、冷却水１よりも低温のインバータ１３の冷却水２は、第２入口フランジ１４３→膨出部１３３ｃ→第３開口部１１３ｃを経て、複数のチューブ１１０の間、およびチューブ１０の最外面と水側タンク１３０の外方部１３１ａ、１３１ｂとの間に形成された水流路１１５ｂを流通して、第４開口部１１３ｄ→膨出部１３３ｄ→第２出口フランジ１４４から流出される。
【００６３】
尚、水流路１１５ａ、１１５ｂ内に流入する冷却水１、２は、それぞれ第１開口部１１３ａ、第３開口部１１３ｃの近傍に位置する整流張出し部１１７によって水流路１１５ａ、１１５ｂ内にまんべんなく拡がって流れる。
【００６４】
そして、上記ガス流路１１４の上流側を流通する排気ガスと、水流路１１５ａを流通する冷却水１との間で熱交換が行われて、更に、ガス流路１１４の下流側を流通する排気ガスと、水流路１１５ｂを流通する低温の冷却水２との間で熱交換が行われて排気ガスが冷却される。
【００６５】
本実施形態においては、少なくとも複数積層されるチューブ１１０の間に凸部１１２によって内部空間１１５（水流路１１５ａ、１１５ｂ）を形成するようにしており、複数のチューブ１１０を内部に収容するようなケーシングを不要としている。
【００６６】
更に、チューブ１１０の基本面１１１に打出し成形により一体的な打出しリブ１１６を設けて、この打出しリブ１１６によって内部空間１１５を水流路１１５ａと水流路１１５ｂとを区画するようにしているので、仕切り板のような別部材を用いることなく、２種類の冷却水（冷却水１、２）を流通させることができ、部品点数の増加を抑えることができる。
【００６７】
そして、図６に示すように、チューブ１１０のガス流路１１４を流通する排気ガスは、打出しリブ１１６内にも流れる形となるので、打出しリブ１１６を挟んで互いに近接する水流路１１５ａ内の冷却水１、および水流路１１５ｂ内の冷却水２は、それぞれ打出しリブ１１６内の排気ガスとそれぞれ直接的に熱交換されることになり、打出しリブ１１６近傍において冷却水１と冷却水２は、それぞれ排気ガスの温度に近づき、両冷却水１、２の温度差が小さくなる。
【００６８】
よって、冷却水１と冷却水２との直接的な熱交換が抑制されて、両冷却流水１、２間の熱ロスが低減されると共に、打出しリブ１１６における両冷却水１、２の温度差による熱歪を抑制することができる。
【００６９】
更には、打出しリブ１１６はチューブ１１０と同一の薄肉の板厚で形成されているので、仕切り板のようなものと比べて変形しやすく、その分、比較的容易に温度差による熱歪を吸収することができる。
【００７０】
また、打出しリブ１１６をチューブ１１０のガス流路１１４の方向と交差する方向に延設して、水流路１１５ａ、１１５ｂをガス流路１１４の方向に並ぶように区画しているので、細長のチューブ１１０において、最短の打出しリブ１１６長さによる水流路１１５ａ、１１５ｂの区画が可能となり、打出しリブ１１６における熱歪、熱ロスの影響をより小さくすることができる。
【００７１】
また、排気ガスは冷却水１、２との熱交換によって、チューブ１１０のガス流路１１４の下流側に向けて温度低下していくことになるが、水流路１１５ｂに対して、水流路１１５ａを排気ガス流れの流入側に配置するようにしていので、排気ガスの下流側が低温の冷却水２と対応することになり、排気ガスと冷却水１との温度差、更には温度低下した排気ガスと冷却水２との温度差をそれぞれ確実に持たせることができ、効果的な排気ガスの冷却が可能となる。
【００７２】
また、冷却水１の流入側となる第１入口フランジ１４１をチューブ１１０における排気ガスの流入側に近接させるようにしているので、熱交換前の冷却水１を排気ガス側に流すことができ、排気ガスによって冷却水１が過度に加熱されること（局所沸騰を起こすこと）を防止することができる。そして、打出しリブ１１６近傍においては、共に排気ガスによって加熱された後の冷却水１と冷却水２が近接することになり、比較的、両冷却水１、２の温度差を小さくすることができ、熱歪、熱ロスの影響を小さくすることができる。
【００７３】
また、各開口部１１３ａ〜１１３ｄのすべてを同一のチューブ側面１１８に形成するようにしているので、各フランジ１４１〜１４４のすべてを同一のチューブ側面１１８に配設することができ、一方向からのみで冷却水１、冷却水２の配管取り回しが可能となり、配管作業が容易となる。
【００７４】
（参考例１）
参考例１のＥＧＲガスクーラ１００Ｂを図７に示す。参考例１におけるＥＧＲガスクーラ１００Ｂは、上記第１実施形態に対して、冷却水２の流通方向を変更したものである。
【００７５】
ここでは、チューブ１１０の水流路１１５ｂの領域内に設ける整流張出し部１１７を凹部１１３４の形成領域の中で、打出しリブ１１６とは反対側の近傍に配置している。そして、水流路１１５ｂに対して、冷却水２が第４開口部１１３ｄから流入して、第３開口部１１３ｃから流出するようにしている。
【００７６】
参考例１では、上記第１実施形態に対して、打出しリブ１１６近傍における冷却水１と冷却水２との温度差が多少大きくなるものの、基本的には第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
（参考例２）
参考例２のＥＧＲガスクーラ１００Ｃを図８に示す。参考例２におけるＥＧＲガスクーラ１００Ｃは、上記第１実施形態に対して、冷却水１、冷却水２の流通方向を共に変更したものである。ここでは、詳細図示を省略しているが、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を用いて説明する。
【００７８】
チューブ１１０の凹部１１３１、１１３２の位置は、水流路１１５ａの領域に対して対角の位置となるように設定され、また、凹部１１３３、１１３４の位置は、水流路１１５ｂの領域に対して同様に対角の位置となるように設定されている。尚、整流張出し部１１７は、廃止可能である。
【００７９】
そして、水側タンク１３０に代えて、水側タンク１３０Ａと水側タンク１３０Ｂとが設けられている。両水側タンク１３０Ａ、１３０Ｂは、それぞれコの字状に形成される断面の開口側が互いに向かい合うように配置されると共に、チューブ１１０の最外面に接続される外方部が、互い違いに組み合うように接続されている。水側タンク１３０Ａ、１３０Ｂには、対角配置される凹部１１３１〜１１３４の位置に対応して膨出部１１３ａ〜１１３ｄが形成されている。
【００８０】
そして、対角配置される凹部１１３１、１１３２の位置に対応するように、水側タンク１３０Ａに第１入口フランジ１４１、第１出口フランジ１４２が接続され、また、対角配置される凹部１１３３、１１３４に対応するように、水側タンク１３０Ｂに第２入口フランジ１４３、第２出口フランジ１４４が接続されている。
【００８１】
参考例２のＥＧＲガスクーラ１００Ｃにおいては、冷却水１は、第１入口フランジ１４１から水流路１１５ａに流入して、水流路１１５ａを主として斜めによぎるようにして第１出口フランジ１４２から流出する。また、冷却水２は、第２入口フランジ１４３から水流路１１５ｂに流入して、水流路１１５ｂを主として斜めによぎるようにして第２出口フランジ１４４から流出する。
【００８２】
これにより、ＥＧＲガスクーラ１００Ｃの両側からの冷却水１、および冷却水２の配管接続が可能となる。基本的な作用効果は第１実施形態と同様である。
【００８３】
（第２実施形態）
第２実施形態のＥＧＲガスクーラ１００Ｄを図９〜図１１に示す。第２実施形態におけるＥＧＲガスクーラ１００Ｄは、上記第１実施形態に対して、打出しリブ１１６に凹部１１６ａを追加したものである。図９〜図１１中、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を用いている。
【００８４】
チューブ基本面１１１の略中央部に形成される打出しリブ１１６は、第１実施形態のものに比べて、幅寸法が大きく形成されている。そして、打出しリブ１１６の突出側面には、打出しリブ１１６の長手方向に沿って、チューブ基本面（一方側の対向面）１１１側にへこむ細長の凹部１１６ａが形成されている。凹部１１６の深さ寸法は、打出しリブ１１６の突出寸法と等しくなるように設定されている。また、凹部１１６の長手方向寸法は、チューブ基本面１１１の長辺側に形成される両凸部１１２間の寸法に等しくなるように設定されている。更に、凹部１１６の幅寸法は、打出しリブ１１６の幅寸法よりも小さく設定されている。その結果、本実施形態の打出しリブ１１６は、第１実施形態で説明した打出しリブ１１６がチューブ１１０の長手方向に２本並ぶように形成されている。
【００８５】
そして、複数のチューブ１１０を積層した際に、対向する２本の打出しリブ１１６同士が互いに当接して接合されることになり、打出しリブ１１６の内側には凹部１１６ａによって空間部１１６ｂが形成されている。
【００８６】
尚、本実施形態では、第１実施形態に対して整流張出し部１１７を凹部１１３２、１１３４の近傍にも設けるようにしており、冷却水１、２がそれぞれ水流路１１５ａ、１１５ｂ内をよりまんべんなく拡がって流れるようにしている。
【００８７】
このように形成された第２実施形態のＥＧＲガスクーラ１００Ｄにおいては、上記空間部１１６ｂが効果的な空気断熱層となるので、冷却水１と冷却水２との直接的な熱交換が更に抑制されて、冷却水１、２間の熱ロスを一層低減することができる。
【００８８】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、すべてのチューブ１１０を同一仕様として、どのチューブ基本面１１１にも凸部１１２、凹部１１３１〜１１３４、打出しリブ１１６、凹部１１６ａ、および整流張出し部１１７を設けるようにして、対向する各部位同士が互いに接合されるようにしたが、互いに対向するチューブ基本面１１１の一方側のみに、凸部１１２、凹部１１３１〜１１３４、打出しリブ１１６、凹部１１６ａ、および整流張出し部１１７を設けるようにしたものとしても良い。
【００９４】
また、インナーフィン１２０は、排気ガスに対する熱交換性能に応じて、廃止しても良い。
【００９５】
また、各フランジ１４１〜１４４は冷却水用パイプに代えても良い。更に、各フランジ１６１、１６２は排気ガス用パイプに代えても良い。
【００９６】
また、上記各実施形態では本発明の熱交換器をＥＧＲガスクーラ１００Ａ〜１００Ｄに適用したものとして説明したが、これに限定されることなく、他の熱交換器へも広く適用可能であり、例えばエンジンの給気を冷却する水冷式のインタークーラ、排気ガスの熱によって始動時における冷却水を積極的に加熱する排熱回収熱交換器等としても良い。
【００９７】
また、上記各実施形態では熱交換器を構成する各部材の基本材質をステンレス系材料としたが、これに限らず、用途に応じて、アルミニウム系合金、銅系合金等他の材料を用いるものにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】第１実施形態における排気再循環装置を示す構成図である。
【図２】第１実施形態におけるＥＧＲガスクーラを示す外観斜視図である。
【図３】第１実施形態におけるチューブおよび水側タンクを示す分解斜視図である。
【図４】第１実施形態におけるチューブを示す外観斜視図である。
【図５】第１実施形態におけるチューブ示す分解斜視図である。
【図６】第１実施形態におけるチューブの打出しリブ近傍を示す断面図である。
【図７】参考例１におけるＥＧＲガスクーラ（チューブ）を示す外観斜視図である。
【図８】参考例２におけるＥＧＲガスクーラを示す外観斜視図である。
【図９】第２実施形態におけるＥＧＲガスクーラ（チューブ）を示す外観斜視図である。
【図１０】第２実施形態におけるチューブを示す断面斜視図である。
【図１１】第２実施形態におけるチューブの打出しリブおよび空間部近傍を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１１  エンジン（車両用内燃機関）
１２  エンジン冷却回路（冷却回路）
１００Ａ  ＥＧＲガスクーラ（熱交換器、排気熱交換器）
１１０  チューブ
１１２  凸部
１１３ａ  第１開口部
１１３ｂ  第２開口部
１１３ｃ  第３開口部
１１３ｄ  第４開口部
１１４  ガス流路（内部流路）
１１５  内部空間
１１５ａ  水流路（第１空間）
１１５ｂ  水流路（第２空間）
１１６  打出しリブ
１１６ａ  凹部
１１６ｂ  空間部
１１８  チューブ側面（積層方向に沿う面）
１３３ａ  膨出部（第１流入部）
１３３ｂ  膨出部（第１流出部）
１３３ｃ  膨出部（第２流入部）
１３３ｄ  膨出部（第２流出部）
１４１  第１入口フランジ（第１流入部）
１４２  第１出口フランジ（第１流出部）
１４３  第２入口フランジ（第２流入部）
１４４  第２出口フランジ（第２流出部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005293077.tif 000008
【図８】
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【図９】
0005293077.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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